内容导读  

　　帮自闭症儿童恢复表达?探索星空演变奥秘?揭示远古生命谜团?这些工作，巾帼英雄们统统能搞定!

　　由全国妇联、中国科协、中国联合国科教文组织全国委员会和欧莱雅中国于2004年联合设立的“中国青年女科学家奖”今日在京揭晓。第11届“中国青年女科学家奖”的10位获奖者分别展示了她们的独特风采，来看看她们的独门武功吧!

 1、陈春英 

　　国家纳米科学中心研究员

　　她的“独门武功”：

　　在纳米世界寻找癌症治疗新方法

　　个人成就：

　　“没有治愈办法”——3000多年前的古埃及人这样描述面对癌症时的无助，由于外科手术也无法根治这种恶疾，这个悲观结论一直延续至今。而且，无论是外科手术还是放疗与化疗，传统的治疗手段都会严重破坏机体的免疫力，很多人即便躲过了癌症的困扰也无法重新拥有健康的体魄。

　　为了改变这种局面，全球的研究人员正致力研发具有更好的特异性，从而更准确地打击癌细胞的潜在药物。与他们不同，国家纳米科学中心的陈春英研究员正在另一条路上摸索：纳米治疗癌症。陈春英从纳米材料的毒理性质研究入手，在分子、细胞和动物机体这三个层面，分别研究了纳米材料可能以什么方式、引起什么样的生理效应。她发现，纳米颗粒的大小、组成、形状、颗粒表面的修饰物等多种因素，都是决定纳米材料是否安全、有效的关键因素，这些成果为纳米药物的开发和应用建立了良好基础。

　　在安全性基础上，陈春英和她的团队在利用纳米材料治疗癌症上取得了很多重要突破。比如，有一种被他们称为“金棒”的纳米金材料，不但可以作为抗癌药物的载体和CT成像时的对比剂，还因为能在近红外领域吸收很多热量而具有热疗作用——相比于正常细胞，肿瘤细胞对温度更加敏感，42℃左右的温度就能杀死大多数肿瘤细胞。

　　这项研究也是人类第一次发现可以将热疗药物、药物载体和CT成像对比剂统一在同一种材料上。另外，在研究富勒烯时，她们意外地获得了一种含钆的新型纳米材料，能够抑制帮助肿瘤细胞侵袭的一种蛋白质的活性，就可以阻止肿瘤细胞转移，这让人们首次意识到，纳米颗粒不仅可以作为载体，还能直接作为药物治疗肿瘤。

 2、于翔

　　中国科学院上海生命科学院神经科学研究所研究员

　　她的“独门武功”：

　　探求大脑奥秘，解析神经病因

　　个人成就：

　　在这个世界上一群“来自星星的孩子”，他们“有视力却不愿和你对视，有语言却很难和你交流，有听力却总是充耳不闻，有行为却总与你的愿望相违”……这群自闭症患者犹如天上的星星，一人一个世界，独自闪烁，而且数量不断增加。这种在全球拥有3500万患者的神经系统疾病，正是中国科学院上海生命科学院神经所

　　研究员于翔特别关切的科学问题之一。

　　研究发现，刚刚出生的婴儿已经拥有了他未来大脑中几乎所有的神经细胞，这些神经细胞之间的功能性连接却没有完全形成。于翔带领的科研团队，以小鼠为模式生物，发现成年后各自独立的脑区在幼儿发育的早期好像一个没有被分区的硬盘，任何一种来自外界环境的刺激都会对大脑多个区域的发育产生至关重要的影响。

　　早期视觉输入的丧失不但会影响大脑视觉相关脑区的发育，也会影响听觉和触觉脑区的发育;反之，如果给一个没有视觉输入的小鼠更多来自母鼠的抚摸，其视觉相关脑区的发育也会被促进。换而言之，各种不同来源的感觉刺激对早期大脑的整体发育均有促进作用。虽然父母对失明幼儿的抚摸和关爱不能让他重新看到世界，但更多的触觉、听觉、嗅觉等感知觉刺激，却可能把视觉缺失对大脑皮层发育的危害降到最低。

　　如果对自闭症患儿进行适合的自然感知觉刺激，是否也能够牵动他们大脑中神经网络的建立，帮助他们逐渐恢复社交和表达的能力?大脑的奥妙对于翔而言绝不仅仅是一个神奇的生理现象，她更希望通过自己对大脑早期发育可塑性机制的研究，帮助那些患有发育性神经系统疾病的儿童拥有一个健康而快乐的美丽人生。

 3、黄如

　　北京大学信息科学技术学院教授

　　她的“独门武功”：

　　在芯片微世界改变大未来

　　个人成就：

　　如果谷歌眼镜不能常戴，如果智能手表不能常用，如果传感器不能常开——如果所有这些创意新颖的伟大产品都受限于电池的电量、变成了高科技玩具，量化世界和量化自我的大潮似将失去席卷世界的动力。

　　北京大学的黄如教授正致力于带领她的团队设计超低功耗的电子器件，力争通过自己的研究能让所有人尽情享受新技术带来的便利。实现这一任重道远的目标绝非易事。运行速度更快的芯片要求更小的晶体管，但集成密度的提高以及尺寸减小会导致功耗剧增，整个芯片的温度上升，甚至产生信息被破坏或者电路系统瘫痪等连锁反应。

　　多年来，全球科学家一直在着力解决芯片的功耗和发热问题。面对这一难点问题，黄如立足基础器件研究，以根本性的工作原理和器件结构为突破口开展工作。“研究思路很重要，要学会开辟自己的道路，从基本物理出发提出新设计思想，同时也必须考虑电路系统实现的可能性，这样做出的新东西才有生命力”——正是这种思想让黄如的创新研究成效显著。

　　她从不同电子系统对功耗和其他性能的不同要求出发，发明了全新的局域SOI器件结构，提出动态自适应超陡转换新工作原理以及其他一些新器件技术，不仅巧妙地解决了传统器件存在的问题，对于电路功耗降低效果显著，而且在设计之初就潜在地具备了大规模集成的潜力，为成果延拓转化奠定了重要基础，研究成果受到学术界和业界的广泛关注，产生重要影响，连续被全球半导体技术发展路线图引用。

 4、贾卫华

　　中山大学肿瘤防治中心研究员

　　她的“独门武功”：

　　攻坚鼻咽癌

　　个人成就：

　　长期致力于肿瘤遗传学和流行病学研究的贾卫华，目前的主要“对手”是一种在华南地区高发的恶性肿瘤——鼻咽癌。这种肿瘤具有明显的地域分布性和家族易感性，因其居高不下的发病率和死亡率而被称为“广东癌”;而在有些高发家系中的每一代人都会出现病患，如同笼罩在整个家族之上挥之不去的阴影——研究“遗传-病毒-环境”的交互机制以揭示鼻咽癌的高发之谜和流行规律，这就成为了贾卫华正在重点钻研的课题。

　　贾卫华带领她的团队在浩如烟海的人类基因中“掘地三尺”，筛选出多个特异的遗传易感基因并标记出相应的染色体位点，为鉴别鼻咽癌高危群体、预判发病风险提供了重要依据;她还揭示了环境因素激活病毒感染的全新致癌机制：吸烟可以让潜伏在人体的“EB病毒”激活，某些病毒抗体作为“危险代言者”显著增高，并导致正常鼻咽细胞癌变风险的大大增加。

　　贾卫华的研究无疑对鼻咽癌的预防、筛查和早期诊断具有至关重要的意义：只要检测一个人的“EB病毒”感染和易感基因携带情况，医生就能够尽早采取措施进行干预，从而在源头上降低患病率和死亡率。但由于鼻咽癌的位置极其隐蔽，医生在临床获取肿瘤切片进行病理诊断的一次性失败率非常高，“我特别清楚的感受是一次在诊断内镜室，有个病人之前已经做了五次病理活检都没有成功，这是第六次，这个过程不仅痛苦难忍，而且还有可能耽误治疗”——为此，贾卫华的团队特别开发出一种“鼻咽刷法”，只需通过无痛、无创的方式刷取肿瘤脱落的上皮细胞，就可以快速、准确地检测到鼻咽癌特异的EB病毒分子标志。这种辅助诊断工具很快就将投入临床使用，将协助医生拯救更多病人的生命。

　　如今，贾卫华针对鼻咽癌所取得的成果也已为结直肠癌、淋巴癌等其他病症的研究提供了重要参考，能够帮助到其他科学界同仁共同探寻更有效的诊断和治疗方法。

 5、廖红

　　华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室教授

　　她的“独门武功”：

　　告诉你植物的根有多神奇

　　个人成就：

　　随着人口不断增长、耕地持续减少和气候变化愈演愈烈，地球的各个角落有很多人由于粮食减产、极端天气和病虫害加剧而忍饥挨饿——粮食安全已经成为全球共同面临的难题，这也是华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室教授廖红致力于解决的问题。

　　早在上世纪90年代，还在攻读博士学位的廖红就被导师推荐到美国宾州大学根系研究中心学习，“植物90%以上的养分都是依靠根系吸收的，这类研究在美国已经成为非常前沿的方向，但在中国还没有人从事相关研究，”廖红回忆当时的情形说。在导师严小龙教授的引导下，廖红在国内率先开辟了根系生物学的研究方向，并在此后始终深耕于根系的生物技术改良研究。她希望借助科学的手段，控制植物根系对养分的吸收和运转，培育出优质、高产和高效的作物，从而解决农民广种薄收的难题。

　　对植物进行根系的遗传改良，让其更高效地吸收营养并非易事。依照传统方法，科学家会采用杂交育种的方式改变植物性状，并从庞杂的杂交样本中重重选优，但这其中的人力投入和时间成本无疑都相当高昂;高效直接的转基因方法虽能克服传统育种的很多缺陷，却因存在较大的技术难题和种种令人望而生畏的流言，始终难以实现大范围推广。

　　面对这两种大相径庭的方法，廖红选择了第三条路：她尝试通过分子标记对植物基因进行定位，同时结合自己对根系生长和养分吸收的理解，定向选择出更优良的作物。利用这种方法，一方面可以通过定量分析和三维重建的方式对根系进行直接筛选，另一方面又避免了引入其他物种的新基因所带来的争议。

 6、段慧玲

　　北京大学工学院力学与工程科学系研究员

　　她的“独门武功”：

　　为飞机设计更好的人工材料

　　个人成就：

　　神奇的大自然总是源源不断馈赠给人类智慧的灵感，就像所有的蜂巢都拥有统一的建造角度和模式，正六角形房孔、相邻的房孔共用一堵蜡和丝制造的墙、孔底由三个完全相同的菱形组成——这不仅非常节省建筑材料，并且具有极佳的结构稳定性。在精巧的蜂窝结构启示下，2005年，全球首架全复合材料飞机就使用了蜂窝状的碳纤维层合板，这种新型结构在保证强度和刚度的前提下，使飞机的重量减轻了一半。这些自然的奥妙令兼具“科学家”与“工程师”双重身份的段慧玲颇为着迷，她不断从自然界中汲取启迪，希望研究出更好的人工材料。

　　为了满足飞机在飞行中一系列苛刻的要求，工程师通常会在复合材料中添加涂层，那么选用何种涂层材料、涂层厚度怎样确定、涂层会对材料特性带来哪些影响，所有这些关键问题的答案首先需要科学家的深刻认识与理论阐释，而答案来自段慧玲——她建立了一套理论体系，来分析和解答这类问题。“我们不能总是依靠多次尝试后的偶然发现，知其然不知其所以然不是科学”，段慧玲的初衷很简单，而唯有精细的分析和严密的推理，才能真正帮助人们从经验主义迈向科学精神。

　　科学与技术的完美融合，以理论研究推动工程应用，正是她所津津乐道的力学学科的乐趣——这也是为什么段慧玲要从一位 “工程师”向“科学家”转变。

 7、李永平

　　华北电力大学资源与环境研究院教授

　　她的“独门武功”：

　　帮助污染的河流、湖泊等水体重获生机

　　个人成就：

　　“君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回”，当岁月辗转过千年，曾经书写了历史浮沉、见证过文化沧桑的江河，如今却因面临着污染侵蚀、生态破坏而岌岌可危——如何把不息的生命交还给河流，这就是华北电力大学资源与环境研究院教授李永平不辍钻研的课题。

　　上世纪90年代，刚刚大学毕业的李永平在化工厂初次接触到了水污染治理——这个陌生的词汇，却让她的人生轨迹从此变得与众不同。在参与净水的过程中，李永平感受到一种攸关国计民生的责任感，也正是这种被国家、被社会和被别人需要的价值，鼓励她重新回归校园，将自己的一腔热忱付与科学这项崇高的事业。

　　“生态环境的恶化、水污染的泛滥，都会导致作为战略性物资的水资源面临危机，从而让人们可以使用的清洁淡水日益紧缺”——这种牵一发而动全身的连锁反应，正是李永平孜孜以求于水系综合治理的原因所在。在她的科研理念中，水系乃是一个有机的“生命体”，身处其中的动物、植物处在一个环环相扣的生物链中，对环境的任何破坏，都有可能导致某些物种的灭绝殆尽、甚至是整个链条难以逆转的永久性断裂。

　　“水体都拥有自我净化的能力，我们需要通过系统性的分析，让水系恢复这种与生俱来的存在方式”——秉承着这种对水体生命的独特理解，李永平近年来一直致力于推动水文水环境耦合模型的开发应用，依据各水域环境、降水、植被、坡度等模块的精细数据，该模型可以帮助人们在极不确定的条件下分析和预测水循环、水污染的动态变化，从而为水资源管理、水环境治理提供有力支撑。

 8、陈雪飞

　　中国科学院云南天文台研究员

　　她的“独门武功”：

　　能够带你探索星空的“天文女超人”

　　个人成就：

　　刚进云南天文台读研那会儿，陈雪飞还稚气未脱，对真正的天文学研究，仅仅停留在了解的阶段。当时她主攻物理，在专业方向逐渐偏向天体物理学时，急需找到一种合适的方式，为自己架起一座可以顺畅连接物理学与天文学的桥梁——在导师的引领下研究双星演化这一重要的分支领域，恰好就是最合适的机会。

　　陈雪飞第一个独立研究课题是蓝离散星的双星形成机制。蓝离散星，西方媒体称之为“吸血鬼恒星”。这类从名字中就透露出鬼魅气质的天体，它们的寿命因为吞噬近邻恒星的物质而比标准的恒星演化理论预言得要长。这种吞噬过程有两种方式：一种是靠双星演化，物质慢慢地从一颗星流向另一颗星;另一种则是在密集星团的内部，两颗孤立的恒星直接碰撞，并合后形成一颗蓝离散星。彼时，虽然双星演化可以形成蓝离散星这种概念已有，但一些基本的问题还没有解决，如两种形成机制在观测上如何区分?双星演化理论预言和观测事实矛盾等。

　　在攻克这些问题的过程中，陈雪飞的感受是复杂的：一方面她需要从冗杂的观测数据中提取有效信息;另一方面，她还需要用复杂的物理公式去计算和模拟自己的理论框架。所有这一切都与当初抬头仰望星空时田园牧歌般的场景截然不同，但陈雪飞并没有因为工作本身的繁琐而忘记最初的向往，并将探索宇宙中的奇妙现象视为一种浪漫的追寻。经过不懈的努力，几年后，她给出了双星物质交换形成的蓝离散星表面元素丰度异常这一重要识别条件，解决了双星演化并合形成蓝离散星渠道和观测之间的主要矛盾，并第一次从理论上给出了蓝离散星对星团积分光谱的贡献：包含了蓝离散星的星团积分光谱可以使其看起来比实际年龄年轻百分之二十。伴随着一系列研究成果在国际天文学一流杂志上的发表，陈雪飞已经成长为该研究领域的国际著名学者。

 9、李英贤

　　中国航天员科研训练中心研究员

　　她的“独门武功” ：

　　破解航天员骨质流失难题

　　个人成就：

　　在探索太空的过程中，骨质流失可能是人类宇航员面临的最大挑战之一。已有研究表明，在空间飞行过程中，骨质和矿盐每月的丢失量为1%-2%，相当于绝经期妇女一年的骨丢失量。最令人担忧的是，骨丢失现象不会因为宇航员适应了太空生活而消失，如果在太空中工作时间过长，骨骼和肌肉发生的生理变化几乎是不可逆转的。因此，如何防止骨丢失已经成为现代医学和空间科学面临的最大难题之一。

　　这正是中国航天员科研训练中心研究员李英贤在努力破解的谜题。她的思路是，先弄清楚失重是通过哪些分子来影响人体骨骼，然后分析这些分子与骨丢失之间的关系，最后利用这种因果关系，加速骨形成或抑制骨流失，让宇航员的身体免受失重的影响。

　　2008年，就在中国航天员实现太空行走之后不久，李英贤团队破解失重谜题的征程正式起步。他们用了一年多时间，从300多个候选分子中，在全球首次找到了会影响成骨细胞(也就是负责骨生成的细胞)的小核酸分子——这就确定了失重在人体内的作用目标，使得针对上述小核酸分子干预的药物和手段，能够真正预防和治疗失重对宇航员的伤害。因此，当这一成果在2012年公开发表时，立即在医学界和空间科学界引起了强烈关注。

 
10、刘建妮

　　西北大学地质系教授

　　她的“独门武功”：

　　追寻远古生命演化之谜

　　个人成就：

　　从亚当夏娃的伊甸园传说，到女娲开世造物的远古神话，从达尔文生物进化学说的创立，到寒武纪生命大爆发的进化之谜——古往今来，“生命从哪里来”这个有关“存在”的终极追问贯穿了科学、哲学、文学、艺术等各个领域，其浪漫的色彩、漫长的求索、无尽的想象，也让从小就对大自然十分着迷的刘建妮感到深深好奇。

　　如今已是西北大学地质系教授的刘建妮，仍对小时候的生活记忆犹新：“那时家住农村，经常满山遍野地窜，只为观察蝴蝶的翅膀在太阳下透出的迷人色彩;拿起小棍翻动地上的树叶，寻找形态迥异的昆虫，这些都是常有的事儿。”正是儿时纯真的热爱和强烈的求知欲，让刘建妮将自己对生命的浓厚兴趣延续为始终探寻的追求。

　　在距今约5.4亿年前的寒武纪早期，发生了地球上自出现生命以来最为壮观而醒目的创生事件——不到地球演化史1%的时间里迅速产生了90%以上的动物门类，地史学上“显生”时代的到来也让生物化石开始有迹可循。然而，短期内的生命爆发让很多分布狭窄、寿命短促的过渡类群难以被发现，现生生物界中证据的捉襟见肘更让进化论一度遭遇质疑。这个连达尔文都倍感困惑的奇特谜题，正是刘建妮始终深耕不辍并取得突破性进展的前沿领域——她在云南澄江的寒武纪化石库中发现了行走在远古海底的“仙掌滇虫”，并成功证明这种湮没在历史尘埃中的叶足动物，乃是蝗虫、蝴蝶、蜜蜂、蜻蜓等现生的节肢动物“遗失的远祖”。

　　这一重大发现不仅首次破解了节肢动物起源与早期演化之谜，更由于展示出“叶足动物”向“节肢动物”演化过程中的镶嵌特征，为物种渐进演化的理论提供了确凿的化石实证。2011年1月24日，她的论文被《自然》(Nature)杂志以封面文章的形式成功发表，在国际学术界引起了不小的轰动。

　　现在，刘建妮依然奔波在野外调查与化石采集的第一线，也不断有高质量的论文问世，她说：“对于云南澄江动物群的研究，前人已经为我们搭起了基本的思路和骨架，我们要做的，是在这些复杂的材料和线索中找到远古生命之间的联系，并把它们所发生的故事，完整地呈现给大家。”

　　(本文由《科技生活》采编制作，文/记者 李鹏，版权作品，转载须得到授权。合作联系微信：掌上科普)